Sitio experimental

Se llevó a cabo en el campo experimental del Departamento de Agricultura y Ganadería de la Universidad de Sonora ubicado en el kilómetro 21 de la carretera Hermosillo-Bahía de Kino (29° 00' 46.8 " LN, 111° 08' 09.9" LO). Según el sistema de clasificación climática de Köppen modificado por Enriqueta García el clima predominante en la región corresponde a un BW(h')x', indicando un clima muy árido, seco, donde la evaporación supera a la precipitación (^{García 2004}).

Material genético

Los dos juegos de semilla de centeno utilizados de la variedad Criollo-Tlaxcala, se obtuvieron de trabajos previos correspondientes a una secuencia experimental con la premisa de lograr la adaptación del cultivo de centeno en un ambiente árido. Los conjuntos de semillas se categorizaron de la siguiente manera: por pertenecer a la cosecha realizada en mayo de 2017, se llamó SA. Mientras que el grano obtenido, de la cosecha de realizada en mayo y junio de 2020, se le denominó SB.

Preparación del suelo

Previo a la preparación de la tierra para la siembra, se realizó un análisis fisicoquímico del suelo en el área de estudio. Se evaluó la conductividad eléctrica, el porcentaje de saturación, carbonato de calcio, pH, contenido de nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y sodio. El muestreo se realizó por triplicado de manera aleatoria a profundidad de 0-15 y 15-30 cm. En el campo de experimentación, cada unidad experimental consistió de cuatro surcos separados a 80 cm, donde cada uno se dividió en dos hileras separadas a 20 cm. Para SA, el área de la parcela experimental fue de 285 m² (9.5 m de ancho x 30 m de largo) y para SB fue un área de 38 m² (9.5 m de ancho x 4 m de largo). La parcela útil de cada tratamiento consistió en 47.4 m² para el conjunto SA y 6.32 m² para el conjunto SB, debido a que se utilizaron los dos surcos intermedios para evitar el efecto orilla.

Siembra

Se realizó un ensayo de germinación a 100 semillas por triplicado, para determinar la calidad y capacidad germinación (^{ISTA 1996}), reportándose como porcentaje de germinación. Se considera que una semilla ha germinado cuando la radícula alcanza una longitud superior a 3 mm (^{Rodríguez-Quilón et al. 2008}). Se utilizó una cámara de germinación automática de doble cámara (Cleland International Inc., 1000 FAAT, Min, EUA) a 23 °C durante seis días. Considerando estos resultados, se realizaron los cálculos para una densidad de siembra de 120 kg ha^-1 de centeno (^{López-Córdova et al. 2018}). La fecha de siembra fue el 6 de enero de 2021 (cultivo invierno-primavera). El método de siembra fue manual y a chorrillo, depositando la semilla a una profundidad de 5 cm. Después de colocar las semillas en cada hilera, se cubrieron y con la ayuda de un rastrillo se niveló manualmente la superficie. Por último, se colocó la cinta de riego por goteo.

Tratamientos de riego

Se utilizó riego por goteo mediante dos cintas con diferente caudal: una con un caudal de goteo de 0.8 L h^-1 (TORO Aqua-Traxx, EA50604134-1000, EUA) y otra con 1.0 L h^-1 (NETAFIM^™, STREAMLINE^™ X, Tel Aviv, Israel). La distancia entre los goteros de la cinta fue de 30 cm y se trabajó con una presión entre 10 y 12 psi. Los tratamientos consistieron en el uso de tres cantidades diferentes de agua de riego; T1: tratamiento con la menor cantidad de agua de riego (TMEA), cinta con el caudal de goteo de 0.8 L h^-1, T2: tratamiento control (TC), cinta con el caudal de goteo de 1.0 L h^-1 y T3: tratamiento con la mayor cantidad de agua de riego (TMAA), con ambas cintas, cuyas láminas de riego finales fueron de 49.30, 61.63 y 110.93 cm, respectivamente.

Para la frecuencia y duración de los riegos a lo largo del ciclo de cultivo, se consideró la eficiencia de riego al 90%, la reposición del sistema de riego (4.16 mm h^-1), el coeficiente de desarrollo del cultivo, las etapas fenológicas y diferentes factores ambientales como temperaturas mínima y máxima, humedad relativa, precipitación y evapotranspiración. Los datos fueron tomados de la aplicación REMAS, utilizando como estación meteorológica La Bachata en el municipio de Hermosillo (^{CESAVE-SIAFESON 2021}). La aplicación de agua fue la misma para todos los tratamientos, siendo el flujo del gotero la variación entre ellos. Previo a la siembra, se realizó un riego de 17 horas para generar humedad adecuada del suelo. Este riego se incluyó dentro de las láminas de riego finales. El agua utilizada para el riego presentó una calidad adecuada (C2-S1: salinidad normal-bajo sodio).

Manejo agronómico del cultivo

A través de las cintas de riego, se empleó fertilizante inorgánico fosfonitrato (31N:03P:03K, ISAOSA, México) aplicándose fraccionadamente entre las diferentes etapas del desarrollo del cultivo a dosis de 150 kg ha^-1 de nitrógeno (34% entre las etapas de amacollo-embuche, un 33% en la etapa de llenado de grano y un 33% en la etapa de madurez del grano) de acuerdo con ^{López-Córdova et al. (2018)}. El control de malezas se llevó a cabo de manera manual una vez al mes. Para evitar interferencia de roedores de campo se aplicaron tabletas de rodenticida (Storm®, Reino Unido) cada 15 días durante todo el ciclo y en cada madriguera cercana.

La cosecha se realizó de forma manual con una hoz y se colocó en sacos previamente etiquetados. La separación del grano de las espigas se llevó a cabo manualmente. Los granos se limpiaron con un tamiz de aluminio con perforaciones ovaladas (Seedburo Equipment Company, No. 4 1/2/64" x 1/2", IL, EUA). Se utilizó un soplador eléctrico (Koblenz, WD 250-S3, EUA) para eliminar las impurezas. Los granos limpios se almacenaron a -20 °C en un congelador (Electrolux Home Products Inc., Frigidaire Gallery GLFC1526FW1, Estocolmo, Suecia) hasta sus respectivos análisis.

Variables evaluadas

El cambio del cultivo de centeno de un color verde a uno amarillo/dorado, el endurecimiento de los granos y la inclinación de la planta señalaron la llegada a la etapa de madurez fisiológica. A partir de esta etapa, se tomaron muestras de plantas al azar de los dos surcos designados como parcela útil de cada tratamiento. Durante la madurez fisiológica y antes de la cosecha se evaluaron la altura de la planta (AP) y el número de espigas por metro lineal (NEML). La AP se determinó en centímetros por triplicado en 10 plantas de cada surco, desde el nivel del suelo hasta el último punto de la espiga sin considerar las aristas (^{Mellado 1997}). El NEML se determinó por medio de la selección por triplicado tres muestras de espigas de cada fila de los dos surcos intermedios, correspondientes a un metro lineal de superficie. Las espigas se colocaron dentro de bolsas de polipropileno para su almacenamiento y posterior conteo (^{López-Córdova et al. 2018}). De las espigas almacenadas, posterior a su conteo se evaluó el número de granos por espiga (GPE), se tomaron por triplicado 30 espigas por cada tratamiento. La espiga se desgranó a mano y se procedió al conteo de granos (^{Mellado 1997}). Tamaño de grano (mm), se tomaron muestras por triplicado de 20 granos por tratamiento para determinar la longitud (TG(L)) y ancho (TG(A)) y se midieron con un vernier digital (STEREN, México). Peso de mil granos (PMG) (g), se determinó pesando cuatro réplicas de 100 granos por cada tratamiento en una balanza analítica digital (Ohaus Corp., Adventurer AR2140, Nueva Jersey, EUA), los cuales se promediaron y se multiplicaron por 10. Peso hectolítrico (PH) (kg hL^-1), se determinó de acuerdo al método oficial 55-10.01 de la ^{AACC (2000)}, utilizando una báscula/computadora (Seedburo Equipment Company, 8350, IL, EUA), la cual registra directamente el peso en unidades de kilogramos por hectolitro. Rendimiento (REND) (t ha^-1), para determinar la productividad en cada tratamiento, el peso del grano cosechado se dividió por los metros cuadrados del área total cosechada, para obtener el rendimiento (^{López-Córdova et al. 2018}). Contenido de proteína (PROT), se obtuvo por medio del contenido de nitrógeno determinado mediante micro-Kjeldahl (método oficial 46-13 de la ^{AACC 2000}). Para lo cual se utilizó un digestor (Electrothermal Barnstead®, MM2313E, EUA) y un destilador rápido (Labconco®, RAPIDSTILL I., Missouri, EUA). Multiplicando el contenido de nitrógeno por el factor de conversión de 6.2 se determinó el porcentaje de proteína (^{Wrigley y Bushuk 2010}).

Diseño experimental y análisis estadístico

Se llevó a cabo un diseño experimental de parcelas divididas. La parcela grande correspondió a la cantidad de agua utilizada (tres niveles) y la parcela chica a los genotipos de semillas utilizadas (dos niveles) y tres repeticiones. Se realizó un análisis de varianza (ANDEVA) de parcelas divididas completamente aleatorizado para probar los efectos del agua de riego, la semilla y la interacción entre ellos. Se utilizó la prueba de Tukey (P ≤ 0.05) para evaluar los efectos significativos de las medias de las variables respuesta. Se utilizaron los coeficientes de correlación de Pearson para determinar la interacción irrigación*semilla entre todas las determinaciones evaluadas asumiendo la normalidad de los datos. Todas las evaluaciones se realizaron por triplicado. Los resultados fueron analizados con el paquete estadístico InfoStat (v2020). Las imágenes se elaboraron en el software SigmaPlot® (v10.0).

Análisis fisicoquímico del suelo

El suelo tiene una textura franco-arcillosa arenosa con un 58% de arena, 22% de limo y 20% de arcilla. El nivel de conductividad eléctrica fue de 0.70 mS cm^-1, indicando una condición no salina. Se observaron niveles adecuados de pH (7.9), carbonato de calcio (<1), fósforo (37 mg kg^-1), calcio (3 294 mg kg^-1), sodio (139 mg kg^-1), magnesio (265 mg kg^-1) y potasio (519 mg kg^-1). A diferencia de lo anterior, el valor de nitrógeno fue bajo (12.23 mg kg^-1), comparándose con el nivel recomendado que es de 30 mg kg^-1 por lo que fue necesario aplicar fertilizante.

Ensayo de germinación

El ensayo de germinación, indica que la semilla tiene en promedio de 93.3-100% de germinación. Estos valores demuestran que la semilla está sana y tiene buenas condiciones para su uso en campo.

Altura de la planta

El ANDEVA mostró diferencias estadísticas significativas para la altura de planta, en las fuentes de variación cantidad de agua de riego utilizada (P ≤ 0.0001) y semilla (P ≤ 0.01), así como en la interacción de ambos factores (P ≤ 0.0001). La interacción TMEA*SA presentó la mayor altura con valor similar a la interacción de TC*SA; pero TMAA*SA mostró diferencias significativas al reducir la altura de la planta en un 7.52% (Tabla 1). Por otro lado, TMEA*SB, presentó la altura más baja de todas, disminuyendo en un 4.91%, mostrando un valor similar TMAA*SA, mientras que TMAA*SB no presentó diferencias respecto a TC (Tabla 1).

Número de espigas por metro lineal

Para el número de espigas, el ANDEVA mostró evidencia de que esta variable se ve afectada por la cantidad de agua y la semilla utilizada (P ≤ 0.0001). En contraste, la interacción entre ambos factores no presentó efecto adicional. Se observó que los conjuntos de semillas son diferentes entre ellos, a diferencia de los tratamientos de la cantidad de agua utilizados en los que TMEA fue diferente de TC y TMAA, presentando la mayor cantidad de espigas. El TMEA presentó un aumento significativo en la cantidad de espigas del 17.5 y 15.29% en comparación con TC en los dos juegos de semilla (Tabla 1). Al mismo tiempo, TMAA mostró una disminución en el número de espigas de 5.05% en SB sin diferencias significativas con respecto al TC correspondiente.

Granos por espiga

El número de granos por espiga fue afectado (P ≤ 0.05) por los tratamientos de riego y por la semilla utilizada, mientras que la interacción entre ellos no fue significativa. Tanto el conjunto de semillas SA como SB mostraron el mismo comportamiento, donde TMEA presentó el menor número de granos por espiga, disminuyendo en 14.64 y 12.76%, respectivamente (Tabla 1). Asimismo, el TMAA disminuyó un 6.53% en comparación con el TC, que tuvo el mayor número de granos por espiga.

Tamaño de grano

El tamaño del grano, mostró diferencias significativas (P ≤ 0.0001) en el largo y ancho del grano debido a la cantidad de agua, la semilla y la interacción de ambos factores. Se observó mayor tamaño del grano en TMAA y menor tamaño en TMEA (Figura 1). Del mismo modo, los conjuntos de semillas utilizadas también presentaron diferencias estadísticas (P ≤ 0.05). El TMEA presentó la longitud más corta tanto en SA como SB, siendo SA el valor más bajo con una disminución de 6.28%. Por otro lado, TMAA no presentó diferencias significativas en comparación con TC (Figura 1A). Asimismo, TMEA disminuyó un 2.21% en SB, mientras que TMAA aumentó un 2.34% (Figura 1A). En cuanto al ancho de grano, el TC*SA presentó el mayor valor y TC*SB el más bajo; sin embargo, utilizando el conjunto de semillas SB, TMEA presentó el mismo valor que TC, siendo estadísticamente igual, mientras que TMAA aumentó en 7.79% (Figura 1B). Por el lado de SA, TMEA y TMAA mostraron un ancho de grano menor, disminuyendo en 3.75 y 1.25%, respectivamente (Figura 1B). De manera general, el grano que presentó el mayor tamaño fue el grano del TC de SA y el menor tamaño correspondió al grano del TMEA de SB.

Figura 1 Efecto de los regímenes de riego y el conjunto de semilla utilizada sobre el tamaño de grano de centeno. A: Largo del grano, B: ancho del grano. Valores medios de tres repeticiones. Las letras minúsculas en las barras del mismo color en cada variable representan diferencia estadística entre los tratamientos de agua de riego (parcela grande), mientras que las letras mayúsculas en cada variable representan diferencia estadística entre ambos conjuntos de semillas (parcela chica) (Tukey, P ≤ 0.05). TMEA: tratamiento con menor cantidad de agua, TC: tratamiento control, TMAA: tratamiento con mayor cantidad de agua. SA y SB: conjunto de semilla. 

Peso de mil granos

El ANDEVA mostró evidencia (P ≤ 0.0001) de que los tratamientos de riego, las semillas utilizadas y la interacción entre ellos tienen efecto sobre esta variable. Los tres tratamientos de riego y las dos semillas utilizadas presentan diferencias estadísticas entre ellos, mientras que, en la interacción de ambos factores, sólo TC*SA no presentó diferencias significativas, siendo igual a TMAA*SA. En lo que corresponde al conjunto de semillas SA, TMAA presentó una disminución del 3% en peso en comparación con TC, mientras que TMEA presentó una disminución del 18.19% (Tabla 2). Por otro lado, en el conjunto SB, los tres tratamientos de riego fueron estadísticamente diferentes comparados con TC. TMEA presentó una reducción de 6.71%, mostrando el menor peso de todos los resultados. Al mismo tiempo, el TMAA aumentó 35.47% el peso, siendo una media cercana al valor TC de SA (Tabla 2).

Peso hectolítrico

En el ANDEVA del peso hectolítrico, la cantidad de agua de riego y la semilla presentaron diferencias estadísticas significativas (P ≤ 0.0001). Se observó también un efecto adicional por su interacción. La prueba de Tukey mostró estas diferencias entre las dos semillas y las tres cantidades de agua de riego utilizadas, teniendo el peso hectolítrico más alto TMAA con SA (Tabla 2). Para el conjunto de semillas SA, no hubo diferencias significativas entre los tratamientos de agua, siendo TMEA el que presentó el mayor peso de todos. Por otro lado, en SB, TMAA presentó un aumento de peso de 4.08% mostrando diferencia estadística, mientras que TMEA presentó una disminución de 1.73%, pasando de un peso hectolítrico de 65.16 a 61.69 kg hL^-1 (Tabla 2).

Rendimiento

Para el rendimiento se observa que el conjunto de semillas SA alcanzó mayores valores que SB, indicando que el tipo de semilla influye en esta variable (P ≤ 0.0001). Asimismo, la cantidad de agua de riego presentó efecto (P ≤ 0.0001), donde el tratamiento con menor cantidad de agua de riego fue donde se presentó el menor rendimiento de grano (Tabla 2). En el conjunto de semillas SA, TMAA y TMEA presentaron una disminución en la producción de centeno correspondiente a 5.46 y 21.18%, respectivamente, en comparación con TC. Sin embargo, solo TMEA fue el que mostró diferencias significativas (Tabla 2). En SB, TMEA también se presentó una disminución en el rendimiento, siendo solo de 2.82% sin mostrar diferencias con TC, mientras que TMAA aumentó 35.02%, acercándose al valor TMEA de SA (Tabla 2).

Contenido de proteína del grano

En ambos conjuntos de semillas y la interacción tipo de riego*semilla fueron los que mostraron efecto sobre esta variable. La comparación de medias detectó un comportamiento diferente entre los tipos de semillas. Para la interacción cantidad de agua*semilla, los valores de TC se mantuvieron en los extremos, siendo SA el valor más alto de proteína (22.78%) y SB el menor (20.34%). En la interacción correspondiente a SA, TMEA y TMAA no se observaron diferencias; pero en CT, se observó una disminución de 5.44 y 6.80%, respectivamente (Figura 2). Por otro lado, para la interacción riego con SB, los tres tratamientos presentaron diferencias, siendo TMEA el que mostró el mayor incremento en comparación con TC, con 8.50%, mientras que el TMAA aumentó 3.14%.

Figura 2 Efecto en el contenido de proteína del grano de centeno por la cantidad de agua y la semilla utilizada. Valores medios de tres repeticiones. Las letras minúsculas en las barras del mismo color representan diferencia estadística entre los tratamientos de agua de riego utilizada (parcela grande), mientras que las letras mayúsculas representan diferencia estadística entre ambos conjuntos de semillas (parcela chica) (Tukey, P ≤ 0.05). TMEA: tratamiento con menor cantidad de agua, TC: tratamiento control, TMAA: tratamiento con mayor cantidad de agua. SA y SB: conjunto de semillas. 

Coeficientes de correlación

Los coeficientes de correlación de Pearson (Tabla 3), mostraron correlaciones significativas entre las variables evaluadas. Para SA en el TMAA, el aumento en el número de granos por espiga está directamente correlacionado con el peso hectolítrico (r = 0.998*). Por otro lado, en TMEA, la variable proteína presenta una correlación significativa y negativa con el tamaño de grano (r = -0.999**) y el rendimiento (r = -0.999**).

El rendimiento se relaciona de forma positiva con el número de espigas por metro lineal para CT en SB (r = 0.943**) y en TMAA en SA (r = 0.918**), mientras que en TMEA con SB, existe una correlación negativa (r = -0.999**). En cuanto al número de espigas por metro lineal y el número de granos por espiga en TMAA en SB, también hay correlación negativa significativa alta (r = -0.915**), lo que podría deberse a un exceso de agua que conduce a la producción de espigas, pero no al desarrollo de granos, o bien, a un efecto de compensación, al haber menos espigas éstas amarrarán un mayor número de granos. El número de granos por espiga presentó un comportamiento diferente entre los tratamientos y las variables agronómicas. Para SA, hubo una correlación positiva con la altura de la planta (r = 0.298*) en CT, el peso de mil granos (r = 0.468*) en TMEA y el ancho de grano (r = 0.162*) en TMAA. Por el contrario, en SB, hubo una correlación negativa entre los granos por espiga y el ancho de grano (r = -0.164*) en CT y el rendimiento (r = -0.857*) en TMAA. El tamaño del grano se correlacionó negativamente con otras variables, como el peso de mil granos con longitud (r = -0.437*) en TMAA y la altura de la planta con ancho (r = -0.257*) en TMEA, ambos correspondientes a SB. En todos los tratamientos de riego y en los tipos de semilla utilizados, se encontró que el aumento en la longitud del grano se acompaña de un incremento en el ancho del grano.

Análisis fisicoquímico del suelo

La contribución nutricional del suelo es primordial para la productividad de cualquier cultivo. Por lo tanto, su análisis fisicoquímico es útil para mejorar las condiciones y necesidades requeridas por el cultivo (^{Castellanos et al. 2000}). La textura del suelo tiene efecto directo en las características de retención de humedad: capacidad de campo (CC) y punto de marchitez permanente de un suelo (PMP) (^{Richer-de-Forges et al. 2022}). Los suelos francos presentan mejor respuesta respecto a esas dos características del suelo, tal como fue el caso del suelo experimental del presente estudio. Ello favorece el crecimiento de un cultivo como el centeno (^{Flores et al. 2011}). Un suelo franco amplía la retención y la disponibilidad de la humedad en el suelo (^{Rudiyanto et al. 2021}), con ello amplia el potencial de un cultivo para absorber la solución del suelo, a diferencia de suelos extremadamente arenosos o arcillosos (^{Román-Dobarco et al. 2019}). La evaluación de la conductividad eléctrica del suelo cuantifica la concentración de sales solubles, refiriéndose a la capacidad de un material para conducir la corriente eléctrica. Este valor mostró que el suelo presentaba nulo efecto nocivo sobre el crecimiento de las plantas (^{Gartley 2011}). Es importante mencionar que alteraciones en la dosis de los microelementos puede afectar la calidad y viabilidad de las semillas (^{Gough 2020}). Debido a que no se observaron deficiencias o problemas excesivos, no fue necesaria la aplicación de mejoradores de suelo. Por otro lado, una deficiencia de nitrógeno puede resultar en afectaciones agronómicas como disminución del rendimiento.

Ensayo de germinación

La capacidad de germinación es uno de los factores que pueden ayudar a evaluar la calidad del grano durante su almacenamiento, ya que esta propiedad puede disminuir con el paso del tiempo. Para las semillas de cereales almacenados, una disminución en el contenido de humedad y/o la temperatura, puede aumentar el período de viabilidad (^{Jian 2022}). Según ^{ISTA (1996)}, el porcentaje de semillas germinadas es una medida cuantitativa de la viabilidad. La medición de la viabilidad es un requisito previo esencial en la agricultura para evaluar el estado de la semilla para la plantación; por lo que las semillas deben encontrarse en buenas condiciones para mostrar los efectos del tratamiento (^{Gough 2020}).

La germinación y la aparición de semillas son dos fases críticas en el desarrollo de las plantas y están mediadas por diversos ambientales, como la temperatura y el estrés hídrico. Cuando existe un porcentaje de germinación inferior al 85%, se sugiere que las semillas no serán adecuadas en condiciones ambientales experimentales (^{Javaid et al. 2022}). Ya que el vigor de la semilla es responsable de una germinación y emergencia uniforme y rápida en condiciones de campo (^{Mahender et al. 2015}). El bajo nivel de vigor en un entorno productivo puede conducir a disminución del rendimiento y la calidad de los cultivos (^{Bobadilla-Meléndez et al. 2013}). Por lo que de acuerdo con los resultados encontrados las semillas fueron almacenadas de forma adecuada para conservarlas.

Altura de la planta

La falta de precipitaciones y la presencia de temperaturas altas en el año 2021, en comparación con el año 2020, no presentaron cambios notables para esta variable (Figura 3), debido a que se obtuvieron valores similares a los publicados de un trabajo previo (^{Sosa-Yañez et al. 2022}). Al compararse con lo reportado por ^{López-Córdova et al. (2018)}, se tuvo un incremento en la altura de la planta. Mientras que ^{Kleinpaul et al. (2018)} reportan valores de altura entre 126.30 y 169.20 cm en centeno plantado en clima húmedo de Brasil.

Figura 3 Temperaturas mínimas, máximas y lluvias presentadas de diciembre a junio del 2020 y 2021 en la Costa de Hermosillo, Sonora, México (CESAVE-SIAFESON 2021). 

La altura continúa estando dentro de los valores característicos de un cultivo de centeno (^{Mellado et al. 2008}). Sin embargo, es necesario señalar que, aunque la planta pueda llegar a alcanzar una altura mayor de 180 cm, puede presentar una falta de agua para el desarrollo de los granos, así como acame del cultivo (^{Murillo-Amador et al. 2001}), causando rotura de tallos, flexión de la planta y debilitamiento de las raíces, resultando en mala nutrición de los cultivos y bajos rendimientos.

Número de espigas por metro lineal

El estrés por sequía en centeno acelera las etapas fenológicas del cultivo (^{Shahmoradi y Ghotbi 2022}). Además, disminuye el rendimiento en un ambiente árido con clima desértico. En un estudio de las características agronómicas de genotipos de centeno plantados en suelos poco fértiles con baja capacidad de retención de agua en diferentes condiciones de sequía en diversas etapas de desarrollo, se reporta una disminución en el número de espigas por metro cuadrado en los tratamientos de sequía, con correlación positiva y significativa con el rendimiento (^{Kottmann et al. 2016}). También se reporta que la madurez fisiológica del centeno se alcanzó en menor número de días bajo condiciones de sequía severa, donde es importante destacar que las etapas fenológicas en esta investigación siguieron este mismo patrón. Por otro lado ^{Kuzminykh et al. (2020)}, reportan alrededor de 102 plantas por metro cuadrado de productividad de centeno invernal, con la ocurrencia de bajas temperaturas durante el desarrollo del cultivo. Considerando lo mencionado anteriormente, las condiciones ambientales presentadas durante el desarrollo del centeno en el presente estudio (Figura 3) no fueron óptimas para un cereal que crece y se produce en ambientes fríos (^{Szuleta et al. 2022}). A pesar de estas circunstancias, obtuvimos resultados relevantes en esta variable, lo que nos indica que el centeno es un cereal que se puede adaptar a diferentes entornos, conservando buenas características como lo es la cantidad de espigas, el cual, está relacionado con el rendimiento del cultivo.

Granos por espiga

Sin duda, la disminución de la cantidad de agua de riego y el aumento de las temperaturas presentadas durante el desarrollo del cultivo (Figura 3) afectó esta variable, ya que hubo una disminución en comparación con ^{Sosa-Yañez et al. (2022)}, quienes obtuvieron entre 54 y 60 granos por espiga. Al momento de la cosecha, el cultivo presentaba baja humedad, por lo que los granos comenzaron a caer de las espigas por sí mismos. Es crucial indicar que el rendimiento en los cereales puede verse afectado si hay una disminución en la cantidad de granos que quedan dentro de la espiga (^{Slafer et al. 2014}, ^{Kottmann et al. 2016}). Desde otra perspectiva, la disminución del número de granos por espiga no implicó un impacto negativo en el cultivo en comparación con otras investigaciones donde las condiciones ambientales y otros factores no simularon un ambiente adverso para el desarrollo del cultivo, como los reportados por ^{Mellado et al. (2008)}, ^{Jaikumar et al. (2012)} y ^{Kuzminykh et al. (2020)} quienes utilizaron estimulantes del crecimiento.

Tamaño del grano

Además del número de granos por espiga, el tamaño del grano es una variable importante porque puede limitar el rendimiento de los cultivos. En granos como el trigo y el arroz, la sequía causa una reducción en la etapa de llenado del grano (^{Patindol et al. 2015}, ^{Yu et al. 2016}), que puede estar relacionado con un tamaño y peso de grano más pequeño. Sin embargo, los efectos dependen de la intensidad y duración del estrés y la etapa fenológica (^{Dresselhaus y Hückelhoven, 2018}).

Existe un efecto sobre el tamaño del grano al aumentar la cantidad de agua de riego utilizada durante el desarrollo. Disminuir el volumen de agua tiene impacto significativo en el grano de centeno. Al respecto, ^{Sosa-Yañez et al. (2022)}, obtuvieron granos con longitudes entre 8.25 y 8.55 mm, y de ancho entre 2.48 y 2.53 mm, por lo que en comparación, hubo una disminución en el tamaño. Esto parece indicar que las temperaturas extremas y las pocas lluvias presentadas durante el desarrollo del cultivo (Figura 3) afectan esta variable. A pesar de estos resultados, los tamaños de grano de los tratamientos están dentro de los rangos medios reportados por ^{Mellado et al. (2008)}.

Peso de mil granos

En comparación con el estudio previo de ^{Sosa-Yañez et al. (2022)}, se observa una pérdida de peso considerable, pasando de entre las medias de 30.57-32.65 g a 18.33-26.62 g. Esto puede deberse a que las condiciones climáticas durante el desarrollo fueron diferentes. Ya que en el 2021, tuvo menos precipitaciones y aumentaron las temperaturas máximas y mínimas en los meses de desarrollo del cultivo (Figura 3). Al igual que ^{Kottmann et al. (2016)} y ^{Stępień et al. (2016)}, se coincide en que las altas temperaturas y la sequía pueden afectar el peso de los granos de centeno; lo cual puede estar relacionado con el aumento de la tasa de respiración en las plantas. En otros cereales, la sequía también tiene efectos adversos, por ejemplo, en sorgo disminuye el número de granos por espiga y el peso de los granos (^{Araki et al. 2022}). A pesar de que las condiciones durante el desarrollo no fueron ideales, se presentan valores medios similares en comparación con otras investigaciones, según lo informado por ^{Tupits (2008)} con medias entre 25 y 35 g y ^{Hansen et al. (2004)} que trabajaron con diferentes líneas de centeno con estándares entre 22.9 y 28.2 g.

Peso hectolítrico

El peso hectolítrico se utiliza para relacionar la densidad y el tamaño del grano de cereales, proporcionando información sobre su calidad. A nivel comercial, un grano de buena calidad produce un mayor beneficio para los agricultores. Sin embargo, si hay un aumento en las temperaturas y ausencia o escasez de agua, afecta negativamente el crecimiento y desarrollo de los cereales. Por ejemplo, generalmente hay una disminución en el tamaño de los granos debido a una maduración inadecuada de la planta debido al crecimiento acelerado, causando limitaciones en el peso. Por lo tanto, el peso del hectolitro se utiliza como una medida aproximada del rendimiento esperado de la harina y un indicador del llenado de los granos (^{Hollins et al. 2004}). Al respecto ^{Gooding et al. (2003)}, observaron que, la sequía y altas temperaturas entre las etapas de antesis y llenado de grano, redujo el peso hectolítrico.

Durante el desarrollo del cultivo, se presentaron lluvias solamente en el mes de enero y las temperaturas tendieron a incrementar a medida que pasaba el tiempo, esto en comparación con las condiciones del estudio anterior (^{Sosa-Yañez et al. 2022}) (Figura 3). Debido a estas condiciones, se presentó una disminución en la variable de peso hectolítrico pasando de 66.00-66.80 kg hL^-1 a 61.69-65.19 kg hL^-1. Sin embargo, a pesar de las condiciones desfavorables y el desarrollo acelerado presentado que llevó a una disminución en el peso y tamaño de grano, se siguen manteniendo valores cercanos a otras investigaciones de centeno (^{Mellado et al. 2008}, ^{Peratoner et al. 2016}, ^{López-Córdova et al. 2019}). De manera que se puede considerar como una característica positiva en cuanto a la resistencia del cultivo a través de las condiciones ambientales ocasionadas por el cambio climático.

Rendimiento

Las condiciones ambientales en Sonora no son las más favorables para la producción de centeno. Pero con los resultados obtenidos, se corrobora que este cultivo es altamente adaptable en ambientes adversos, preservando su calidad agronómica, por lo que es necesario incrementar su rendimiento bajo esas condiciones para satisfacer la demanda de alimentos ante el aumento de la población mundial (^{Semenov et al. 2014}). El déficit hídrico y las altas temperaturas afectan el rendimiento del trigo y otros cereales (^{Lawas et al. 2018}, ^{Gupta et al. 2022}, ^{Neiff et al. 2022}, ^{Qin et al. 2022}). Por su parte, ^{Kuzminykh et al. (2020)}, específicamente en centeno, con estimulantes del crecimiento obtuvieron rendimientos de 2.48 a 3.28 t ha^-1; mientras que ^{López-Córdova et al. (2018)} reportan rendimientos de 2.2 t ha^-1 utilizando la misma variedad de semilla y nivel de fertilización. Los cuales fueron superiores al rendimiento promedio de centeno en México fue de 1.71 t ha^-1 en 2019 (^{SIAP 2022}).

Contenido de proteína del grano

En el caso de que los nutrientes del suelo no están en las cantidades requeridas para cada cultivo, puede existir un efecto sobre el contenido de proteínas y minerales de cereales (^{Patindol et al. 2015}). El suelo con alta humedad debido al aumento del riego o las altas precipitaciones puede producir granos con bajo contenido de nitrógeno y proteínas (^{Gough 2020}). Los valores más altos de contenido de proteina se presentaron con el mismo nivel de fertilización que ^{Hansen et al. (2004)} y ^{López-Córdova et al. (2019)} reportan (rangos de 8.6-11.3% y 15-16%, respectivamente). Lo mismo ocurre en comparación con otros estudios de líneas e híbridos de centeno como lo reportado por ^{Laidig et al. (2017)} y ^{Linina et al. (2019)}. Todo esto parece confirmar lo mencionado por ^{Stępień et al. (2016)} quienes reportan que menos precipitaciones y altas temperaturas favorecen la mayor concentración de proteínas.

El efecto de los cambios en el ambiente es mayor durante el inicio del desarrollo del grano ya que los procesos biológicos y fisiológicos se ven afectados (^{Beckles y Thitisaksakul 2014}). Un ambiente estresante puede alterar la funcionalidad del almidón y disminuir su acumulación por efecto en las enzimas involucradas en la biosíntesis debido a que algunas son termolábiles (^{Patindol et al. 2015}, ^{Thitisaksakul et al. 2012}). Por lo anterior, el incremento obtenido en el contenido de proteína en el grano puede estar relacionado a un efecto sobre el almidón por las condiciones presentadas durante el desarrollo del cultivo y la aceleración de las etapas fenológicas.

Las personas se inclinan por una dieta rica y nutritiva, siendo los cereales integrales una parte fundamental, ya que son una fuente esencial de compuestos bioactivos (^{Andersson et al. 2014}). Si a esto le añadimos una alta cantidad de proteínas, se obtendrían productos con mejor calidad nutricional. En los cereales, los compuestos proteicos se pueden encontrar en todo el grano, el germen y la capa de aleurona, donde se concentra la cantidad más significativa (^{Serna-Saldívar 2013}).

Coeficientes de correlación

La correlación de Pearson permite examinar las tendencias de las variables y cuantificar la magnitud de su asociación, ayudando a describir cuantitativamente la fuerza y la dirección de la relación (^{Roy-García et al. 2019}). Corroborando este último con lo indicado por ^{Hansen et al. (2004)} y ^{Stępień et al. (2016)}: un mayor contenido proteico corresponde a un menor rendimiento. Las diferencias en las características de calidad de este cereal en diferentes años, en varias zonas, en otras condiciones ambientales, e incluso sembradas el mismo año en parcelas adyacentes enfatizan que el medio ambiente durante el crecimiento y la cosecha del cultivo juega un papel crítico. Del mismo modo, la técnica de almacenamiento y el procesamiento también son importantes para el mantenimiento del vigor y la viabilidad de los alimentos (^{Gough 2020}).